Бесплатный инженерный инструмент
Калькулятор радиального биения вала
Оцените радиальное биение вала (TIR — Total Indicator Reading), соответствующее пределу остаточного дисбаланса по ISO 21940-11 для вашего класса качества балансировки и скорости, и используйте его для скрининга измеренного биения на риск дисбаланса. Примечание: ISO 21940-11 задаёт пределы дисбаланса — сам геометрический допуск на биение берётся из чертежа вала или спецификации производителя.
Результаты
Допустимая эксцентричность
С учетом класса качества G и рабочей скорости:
- G — Класс качества балансировки (мм/с)
- n — рабочая скорость (об/мин)
- ω - угловая скорость (рад/с) = 2πn/60
Суммарное показание индикатора
Показание TIR, измеренное с помощью часового индикатора, в два раза превышает величину эксцентриситета (от пика до пика):
Область применения этой проверки: eper в ISO 21940-11 — это допустимый остаточный дисбаланс (эксцентриситет центра масс), а не геометрический допуск на биение. TIR = 2 × eper поэтому является (скрининг) значение: если измеренное биение шейки превышает его, смещение центра масс только из-за биения уже может превышать предел балансировки для выбранного класса G. Это не заменяет геометрический допуск на биение, указанный на чертеже вала, и вал с малым TIR всё равно может быть неуравновешенным (из-за распределения массы), тогда как измеренный TIR может включать погрешность формы, изгиб, посадку подшипника или ошибку установки, которые не переводятся в дисбаланс один к одному.
Эквивалентный дисбаланс
Практический пример
Дано: Скорость = 3000 об/мин, класс = G6.3, масса = 45 кг, диаметр = 40 мм
ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 рад/с
eper = 6,3 × 1000 / 314,16 = 20,05 мкм
TIR = 2 × 20,05 = 40,1 мкм
Uper = 20,05 × 45 = 902,3 г·мм
Справочная таблица биения, эквивалентного дисбалансу (скрининговые значения)
| Класс | Скорость (об/мин) | eper (мкм) | Эквивалентный TIR (μm) |
|---|---|---|---|
| G6.3 | 750 | 80.2 | 160.4 |
| G6.3 | 1500 | 40.1 | 80.2 |
| G6.3 | 3000 | 20.1 | 40.1 |
| G2.5 | 3000 | 7.96 | 15.9 |
| G2.5 | 6000 | 3.98 | 7.96 |
| G1.0 | 6000 | 1.59 | 3.18 |
| G1.0 | 12000 | 0.80 | 1.59 |
Радиальное биение (TIR — полное показание индикатора) — это полная разность расстояний от поверхности вала до неподвижной базовой точки за один полный оборот вала. Оно показывает, насколько форма и ось вала отклоняются от идеальной концентричности. Значение TIR равно удвоенному эксцентриситету.
Установите вал на призмы или в центрах, расположите измерительный наконечник часового индикатора перпендикулярно поверхности вала, обнулите шкалу и медленно поверните вал на один полный оборот. Полный размах отклонения стрелки (максимум минус минимум) и есть радиальное биение (TIR).
Основные причины включают:
- Прогиб (искривление) вала вследствие температурной деформации или механического удара
- Технологический эксцентриситет при механической обработке (погрешность точения)
- Износ или повреждение подшипниковых шеек вала
- Неправильная центровка полумуфт
- Погрешности сборки (перекос деталей, посаженных с натягом)
Если центр масс ротора смещен на величину эксцентриситета e, эквивалентный дисбаланс составляет U = e × m, где m — масса ротора. Биение шеек вала может смещать центр масс и тем самым вызывать дисбаланс. Однако не весь дисбаланс обусловлен геометрическим биением (важно также распределение масс), а измеренное значение TIR может включать погрешность формы (овальность), прогиб вала, неточность посадки подшипников или погрешность установки, которые не пересчитываются в дисбаланс напрямую один к одному.
Геометрический допуск на радиальное биение задается чертежом вала или техническими условиями производителя — стандарт ISO 21940-11 нормирует допустимый остаточный дисбаланс, а не допуски на биение. В качестве ориентировочных значений для оценки риска повышенного дисбаланса (значения TIR, эквивалентные предельному остаточному дисбалансу):
- G6.3 / 3000 об/мин: TIR ≈ 40 мкм
- G1.0 / 6000 об/мин: TIR ≈ 3,2 мкм
- G6.3 / 1500 об/мин: TIR ≈ 80 мкм
Всегда выполняйте расчет для ваших конкретных условий и сверяйтесь с допуском по чертежу.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Профессиональные приборы и ПО для балансировки на месте. Достигайте качества балансировки по ISO 21940-11 прямо на объекте. Используется более чем в 50 странах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
